GLI ADDITIVI E LE AGGIUNTE PER IL CALCESTRUZZO Dott. LUIGI ...

GLI ADDITIVI E LE AGGIUNTE PER IL CALCESTRUZZO
Dott. LUIGI RAGAZZI
Comitato Tecnico ASSIAD
INDICE
1. RIASSUNTO
2. GLI ADDITIVI DEL CALCESTRUZZO
2.1 ADDITIVI ACCELERANTI - ANTIGELO
2.2 ADDITIVI RITARDANTI
2.3 ADDITIVI FLUIDIFICANTI
2.4 ADDITIVI AERANTI
2.5 ADDITIVI AERANTI PER CALCESTRUZZO LEGGERO
2.6 ADDITIVI PER POMPAGGIO Dl CALCESTRUZZI
2.7 ADDITIVI IMPERMEABILIZZANTI
2.8 ADDITIVI SUPERFLUIDIFICANTI E IPERFLUIDIFICANTI
2.9 ADDITIVI PER CALCESTRUZZI A CONSISTENZA ASCIUTTA
2.10 ADDITIVI RIGENERATORI
3. LE AGGIUNTE PER IL CALCESTRUZZO
3.1 LA CENERE VOLANTE
3.2 IL FUMO Dl SILICE
3.3 LA LOPPA
4. AGGIUNTE E ADDITIVI
5. CONCLUSIONI
6. BIBLIOGRAFIA
1. RIASSUNTO
Gli additivi sono dei prodotti che vengono aggiunti in piccole quantità per migliorare le proprietà
del calcestruzzo.
A seconda della loro funzione principale gli additivi possono essere classificati in acceleranti,
antigelo, ritardanti, aeranti, espansivi, impermeabilizzanti, fluidificanti, superfluidificanti,
iperfluidificanti.
In molti casi il miglioramento provato dell’additivo può essere realizzato variando la
composizione del calcestruzzo o la sua tecnologia di applicazione. Tuttavia l’aggiunta degli
additivi rappresenta spesso la soluzione più vantaggiosa dal punto di vista tecnico-economico
rispetto a qualsiasi altra soluzione adottabile.
Con questa definizione degli additivi, si può affermare che mentre essi non sono indispensabili
per preparare un qualsiasi calcestruzzo, essi diventano un elemento essenziale accanto al
cemento, l’acqua e gli inerti per l’ottenimento del miglior calcestruzzo, dal punto di vista
tecnologico, nelle condizioni economicamente più vantaggiose. Ad esempio nel valutare il
vantaggio derivante dall’impiego di un additivo accelerante si possono prendere in esame i
costi derivanti dalle possibili soluzioni alternative, quali l’impiego di un cemento più rapido, o il
riscaldamento dei materiali, facendo riferimento al costo unitario del calcestruzzo nel momento
in cui esso ha raggiunto una determinata resistenza meccanica prefissata.

Nel caso, invece, si desideri migliorare la resistenza ai cicli di gelo-disgelo, il maggior costo
derivante dall’impiego di un additivo aerante dovrebbe essere confrontato con le maggiori
spese di manutenzione alle quali il calcestruzzo non aerato sara certamente soggetto dopo un
certo periodo di servizio.
Ricordiamo, infine, che nei Paesi dove la tecnologia del calcestruzzo è notevolmente
sviluppata (Francia, Giappone, USA, Germania) la percentuale di calcestruzzo additivato
supera l’80%
Si può, pertanto, affermare che l’additivo può essere considerato a tutti gli effetti il quarto
componente del calcestruzzo.
Le aggiunte minerali, invece, vengono normalmente introdotte nel calcestruzzo in quantità
superiori rispetto al dosaggio medio adottato per gli adddivi sempre con lo scopo di migliorarne
le caratteristiche quali ad esempio la pompabilità, il bleeding, la segregazione, ecc.
In questa relazione parleremo solamente del comportamento della cenere volante e del fumo
in silice sia sul calcestruzzo fresco che su quello indurito. Si fa, infine, un breve accenno anche
alle loppe.
2. GLI ADDITIVI DEL CALCESTRUZZO
2.1 ADDITlVl ACCELERANTI-ANTIGELO
Gli additivi acceleranti sono quelli che fanno aumentare la velocità di idratazione del cemento.
Inoltre l’impiego dell’additivo accelerante consente, attraverso una variazione del suo
dosaggio, di modificare, entro valori piuttosto ampi, i tempi di presa in relazione alle diverse
esigenze.
L’azione accelerante si esplica principalmente sulla idratazione con C3S (silicato tricalcico)
principale costituente del cemento.
Questa accelerazione comporta un aumento del contenuto di pasta cementizia (fig. 1), inoltre
l’additivo accelerante riduce sia la velocità che la capacità di bleeding facendo diminuire la
sedimentazione nel calcestruzzo.
L’effetto più evidente ed anche più importante dal punto di vista pratico è quello esercitato
dall’additivo accelerante sulla resistenza meccanica a compressione del calcestruzzo
confezionato con diversi tipi di cemento (fig. 2).
ln tutti i casi si può osservare un forte incremento delle resistenze meccaniche alle brevi
stagionature che diminuisce gradualmente alle stagionature più lunghe.
Aggiungiamo che normalmente gli additivi acceleranti esplicano anche un’azione antigelo sia
perché provocano un limitato abbassamento del punto di gelo sia perché viene raggiunta più
celermente una resistenza meccanica a compressione (5-6 N/mm2) sufficiente per resistere
all’azione deleteria della prima gelata.
In altre parole l’aggiunta di un additivo accelerante abbrevia quel periodo di tempo, compreso
tra la presa ed il raggiungimento di 5-6 N/mm2, durante il quale gli effetti negativi della
formazione del ghiaccio sarebbero particolarmente gravi.
Ricordiamo, infine, che l’additivo accelerante influenza positivamente lo sviluppo del calore di
idratazione della pasta cementizia soprattutto durante le prime ore di stagionatura.

2.2 ADDITIVI RITARDANTI
Gli additivi ritardanti sono quelli la cui azione principale è quella di ritardare l’idratazione del
cemento.
L’aggiunta di un additivo ritardante ha lo scopo di rallentare la presa del cemento per
conservare più a lungo la lavorabilità e consentire quindi un trasporto del calcestruzzo a lunga
distanza soprattutto quando la temperatura è molto elevata. Naturalmente il ritardo
dell’idratazione del cemento, necessario per allungare i tempi di presa, comporta
un’abbassamento della resistenza meccanica del calcestruzzo alle brevi stagionature.
Tuttavia, come si verifica anche per il ritardo provocato dalla bassa temperatura, alla riduzione
iniziale segue un aumento della resistenza meccanica alle lunghe stagionature rispetto al
calcestruzzo non additivato.
In generale è possibile controllare l’entità del ritardo attraverso il dosaggio di additivo e a tale
scopo è sempre consigliabile procedere a delle prove preliminari per verificare l’azione
dell’additivo sul particolare cemento da impiegare e nelle condizioni sperimentali più vicine a
quelle di lavoro (fig. 3).
2.3 ADDITIVI FLUIDIFICANTI
Gli additivi fluidificanti sono definiti come quei prodotti che, aggiunti ad un impasto cementizio
a pari rapporto acqua/cemento, ne aumentano la lavorabilità, oppure consentono di ridurre
l’acqua di impasto a pari lavorabilità. In tal senso i fluidificanti possono essere
intercambiabilmente chiamati riduttori d’acqua.
Se si tiene presente che non esiste proprietà del calcestruzzo indurito che non venga
migliorata dalla riduzione del rapporto A/C si può comprendere come questa categoria di
additivi sia la più interessante per la tecnologia del calcestruzzo. D’altra parte, anche limitando
l’analisi alla resistenza meccanica, si può osservare come qualsiasi valutazione di questa
grandezza non abbia nessun significato pratico se non si tiene conto della lavorabilità
dell’impasto: un calcestruzzo asciutto confezionato con un basso rapporto A/C è in grado di
fornire un materiale meccanicamente resistente, solo a patto che sia costipato con un
efficiente ed accurato sistema di compattazione.
Ciò significa che l’aggiunta di un additivo fluidificante, senza che si riduca
contemporaneamente il rapporto A/C, consente di ottenere un impasto per il quale è
necessario un minor lavoro di compattazione; oppure a parità di lavoro di compattazione e di
qualità della manodopera, si può aumentare l’affidabilità della struttura.
Quest’ultimo aspetto del problema è particolarmente importante per il progettista soprattutto se
si considera che sempre più frequentemente avviene che tra il luogo di progettazione e quello
dove deve sorgere l’opera esiste una grande distanza e anzi, molto spesso, una rimarchevole
differenza nelle condizioni ambientali, nella qualità di manodopera, nel tipo di problematiche
riscontrabili in cantiere.
L’importanza che gli operatori del settore delle costruzioni attribuiscono ormai alla lavorabilità
dell’impasto è documentata dalla tendenza all’aumento dell’impiego di additivi fluidificanti
rispetto a tutti gli altri e dal rapido sviluppo di altre categorie di additivi, i superfluidificanti e gli

iperfluidificanti, che rispetto ai normali fluidificanti si distinguono soprattutto da un punto di vista
qualitativo per un rimarchevole miglioramento delle prestazioni.
L’effetto di un additivo fluidificante è rappresentato dalla figura 4.
Si può osservare che in assenza di additivo i granuli di cemento tendono a raggrupparsi
formando dei grossi agglomerati (fig. 4/A).
L’aggiunta di additivo scioglie gli agglomerati favorendo la dispersione delle particelle di
cemento ciascuna della quali risulta così completamente circondata dall’acqua (fig. 4/B).
Un additivo fluidificante può essere di tre tipi: normale, ritardante ed accelerante (fig. 5).
Il primo, quando è impiegato a pari rapporto A/C fa aumentare la lavorabilità dell’impasto ma
non modifica significativamente né i tempi di presa, né le resistenze meccaniche.
D’altra parte, quando esso è impiegato a pari lavorabilità nell’impasto, la riduzione del rapporto
A/C permette di aumentare la resistenza meccanica alle brevi ed alle lunghe stagionature.
Un additivo fluidificante di tipo accelerante o ritardante si distingue da quello normale,
rispettivamente per l’aumento o la diminuzione della resistenza meccanica alle brevi
stagionature, quando i calcestruzzi sono tutti confezionati con lo stesso rapporto A/C.
La figura 6 mostra, invece, I’effetto degli additivi fluidificanti sulla lavorabilità del calcestruzzo
quando l’aggiunta è fatta a pari rapporto A/C. Si può osservare che maggiore è la lavorabilità
iniziale dell’impasto, minore è l’aumento di lavorabilità causato dall’aggiunta di additivo.
Riassumendo possiamo dire che i casi più frequenti in cui si possono impiegare gli additivi
fluidificanti per migliorare la qualità dei normali calcestruzzi sono i seguenti:
Caso A) È necessario aumentare le resistenze meccaniche ottenibili con una miscela di
prestabilita lavorabilità (fig. 7-8).
Questo scopo oltre che attraverso la riduzione del rapporto A/C consentito dall’additivo, può
essere ottenuto anche aumentando la quantità di cemento. Nel caso di calcestruzzi con
dosaggio di cemento già abbastanza elevato è preferibile tuttavia l’impiego del fluidificante, per
evitare il rischio di aumentare la fessurazione termica ed il ritiro igrometrico.
Caso B) La composizione della miscela può essere adeguata come dosaggio in cemento e
rapporto A/C per garantirne resistenza e lavorabilità soddisfacenti in condizioni normali, ma la
geometria dei getti o la densità dell’armatura, richiedono impasti più fluidi per ridurre il lavoro di
posa in opera ed ottenere una buona compattazione dei getti.
L’aggiunta del fluidificante in questo caso è preferibile all’aumento del rapporto A/C perché,
quando il dosaggio dell’additivo è ottimizzato, non comporta riduzione delle resistenze bensì
un miglioramento (fig. 9-10).
Caso C) Talvolta si verifica che l’aggregato disponibile abbia forma e/o granulometria
insoddisfacente e, in particolare, sia carente delle frazioni fini per cui l’impasto, con il rapporto
A/C adottato, mostra una eccessiva segregazione.
In questo caso l’aggiunta dell’additivo consente di migliorare la coesione attraverso la
riduzione dell’acqua d’impasto senza diminuire la lavorabilità.
Caratteristica importante dal punto di vista reologico è che il calcestruzzo addizionato con
fluidificante, a pari lavorabilità, risulta più coesivo. Infatti nel campo degli usuali rapporti A/C, la
coesione diminuisce linearmente con l’aumentare del rapporto A/C, fino ad annullarsi quando

scompaiono i menischi di liquido tra le particelle dell’impasto e quindi in concomitanza si
annullano le forze coesive di capillarità.
Un impasto coesivo consente di ottenere le superfici dei getti con una tessitura più chiusa
perché la maggior ritenzione d’acqua impedisce accumuli di liquido all’interfaccia impastoarmatura
e quindi la “pelle” del getto mostra un più limitato incremento del rapporto A/C.
Per quanto attiene allo stato indurito il calcestruzzo additivato, a parità di consistenza e di
contenuto di cemento, presenta un miglioramento delle caratteristiche meccaniche e della
durabilità.
Aumentano infatti il modulo elastico, la resistenza all’abrasione e il legame matrice-armatura,
mentre si riducono il ritiro igrometrico e la permeabilità superficiale.
La figura 11 mostra che per un dato contenuto di cemento (300 Kg/m3) e a pari lavorabilità
(slump 10 cm) I’aggiunta del fluidificante consente di diminuire sensibilmente la permeabilità
all’acqua del calcestruzzo sia a breve che a lungo termine, migliorandone la resistenza al gelo
(fig. 12).
2.4 ADDITIVI AERANTI
Gli additivi aeranti sono aggiunti al calcestruzzo soprattutto per migliorare la resistenza ai cicli
di gelo-disgelo attraverso la formazione di un sistema di microbolle d’aria omogeneamente
disperse nel materiale.
La dimensione, la distanza reciproca ed il numero di microbolle sono parametri essenziali che
governano la resistenza al gelo del calcestruzzo. Le azioni secondarie di un aerante sono
costituite da un miglioramento della lavorabilità e da un aumento di coesione del calcestruzzo
fresco oltre che dalla diminuzione di massa volumica.
Il deterioramento provocato dalla formazione di ghiaccio è particolarmente evidente nelle
strutture idrauliche o, più in generale, in quelle opere in cui il calcestruzzo è relativamente
umido e criticamente saturo.
L’aumento di volume che si verifica nella solidificazione dell’acqua provoca un aumento di
pressione nell’acqua non congelata presente nei capillari.
La presenza di microbolle d’aria, in prossimità dei pori capillari pieni d’acqua dove si sta
formando del ghiaccio, consente di scaricare la pressione idraulica grazie al trasporto
dell’acqua dai pori capillari nelle microbolle vuote.
Quando, a causa dell’aumento di temperatura, si verifica il disgelo, l’acqua liquida, per suzione
capillare, si riporta dalle microbolle (diametro 20-100 micron) ai pori capillari notevolmente più
piccoli (inferiori a 1 micron). Ciò impedisce che la protezione delle microbolle d’aria nei
confronti dell’azione degradante del gelo, si esaurisca con un progressivo riempimento
d’acqua delle microbolle.
Ogni microbolla ha la sua sfera d’azione (200/300 micron di diametro) nella quale impedisce
che la pressione idraulica, sviluppatasi per la formazione di ghiaccio, raggiunga un valore così
elevato da provocare la rottura del materiale (fig. 13).
Perché tutto il calcestruzzo sia protetto dall’azione deteriorante del gelo, è necessario che le
microbolle siano uniformemente distribuite e che le sfere di azione appartenenti alle singole
microbolle siano sovrapposte.
Se esiste qualche zona nel calcestruzzo che è troppo distante dalle microbolle (fig. 14), la
pressione idraulica, generata dall’eventuale formazione di ghiaccio, può arrivare a valori troppo
elevati prima che l’acqua sotto pressione raggiunga una microbolla.

Tutto ciò indica che la distanza tra le microbolle (spacing) non deve superare un determinato
valore se non si vuole che l’inglobamento di aria perda di efficacia (fig. 15).
Tenuto conto che il diametro delle microbolle è di alcune decine di micron si calcola che il
numero delle microbolle d’aria per metro cubo di calcestruzzo resistente al gelo si aggiri
intorno a qualche miliardo.
Ciò equivale ad inglobare circa un 5% in volume di aria nel calcestruzzo (fig. 16).
Un valore più elevato di aria inglobata non migliora la durabilità e provoca una eccessiva
diminuzione della resistenza meccanica.
L’esatto valore del volume di aria inglobata necessario al confezionamento di un calcestruzzo
resistente al gelo dipende dal dosaggio di cemento e dal diametro massimo dell’inerte (fig.
17).
Calcestruzzi più magri richiedono in genere un maggior volume di aria (fig. 16) e tale valore
cresce con il diminuire del diametro massimo dell’inerte (fig. 17).
Diametro massimo dell’inerte (mm)
10 12,5 20 25 40 50 70 150
Volume d’aria inglobata (%)
8 7 6 5 4,5 4 3,5 3
Figura 17 - Volume d’aria inglobata secondo la
raccomandazione dell’A.C.I. (174-176).
Anche il tipo di cemento così come il tempo di mescolamento, di trasporto e di vibrazione
influenzano il volume di aria effettivamente inglobata.
In pratica la percentuale di additivo aerante aggiunto deve essere valutata sperimentalmente
in modo che il calcestruzzo messo in opera contenga effettivamente il valore di aria richiesta.
In genere un prolungamento del mescolamento del calcestruzzo porta ad una diminuzione
dell’aria inglobata.
Prolungando il tempo di vibrazione si favorisce l’espulsione delle bolle d’aria.
L’effetto positivo dell’aerante sulla lavorabilità del calcestruzzo è generalmente attribuito alla
formazione di microbolle sferiche e deformabili che facilitano lo scorrimento del calcestruzzo
(fig. 18). Questo miglioramento della lavorabilità può essere utilmente sfruttato per
compensare la riduzione della resistenza meccanica attraverso la diminuzione del rapporto
A/C.
2.5 ADDITIVI AERANTI PER CALCESTRUZZO LEGGERO
L’azione benefica che si ottiene con una oculata aggiunta d’aria agli impasti cementizi riguarda
sia un miglioramento della lavorabilità sia un aumento della coesione dell’impasto, cioè un

aumento della tixotropia del calcestruzzo fresco, ciò permette di miscelare aggregati a bassa e
bassissima densità senza la tendenza a segregare, come le argille espanse, polistirolo, ecc...
Se è vero che l’aria inglobata permette d’ottenere una migliore plasticità dell’impasto, è anche
vero che ciò comporta una diminuzione della resistenza meccanica proporzionale al
quantitativo d’aria inglobata. Tale fenomeno può essere attenuato diminuendo l’acqua
d’impasto riducendo il rapporto acqua/cemento pur mantenendo inalterata la lavorabilità per
effetto dell’additivo.
Questa azione apporta dei benefici al manufatto in calcestruzzo, che sono la riduzione di:
- acqua essudata
- del conseguente ritiro;
- delle fessurazioni nel periodo di maturazione del getto.
mentre aumenta:
- la pompabilità dell’impasto;
- la resistenza ai cicli gelo disgelo;
- le caratteristiche di isolamento termico, acustico, e di stabilità dimensionale di pannelli
realizzati in calcestruzzo leggero.
Additivi specifici sono stati messi a punto proprio per esaltare tali caratteristiche e facilitare le
realizzazioni dei manufatti più complessi.
2.6 ADDITIVI PER POMPAGGIO Dl CALCESTRUZZI
Le qualità fondamentali di un calcestruzzo pompabile risiedono nella fluidità, e nella coesione.
Dipendono essenzialmente della reologia dell’impasto e della composizione granulometrica. A
tal proposito le raccomandazioni ACI 304 consigliano una curva granulometrica che abbia:
- % passante cumulativo 0,3 mm compreso tra 15 ed il 30%
- % passante cumulativo 0,15 mm compreso tra 5 ed il 10%
Quando si utilizzano impasti con sabbie troppo fini o sovrassabbiati, si riscontra una richiesta
d’acqua maggiore; affinché rimanga costante la lavorabilità del calcestruzzo, si consiglia o
l’utilizzo di un superfluidificante o, I’aggiunta d’acqua. In quest’ultimo caso per mantenere
costante il rapporto acqua/cemento e di conseguenza le resistenze meccaniche, bisogna
anche aumentare il dosaggio di cemento utilizzato.
Nel caso vengano utilizzati impasti sottosabbiati o sabbie con insufficienti quantitativi di fini si
otterrà una discontinuità granulometrica che comporterà una tendenza alla segregazione (cioè
alla separazione dei componenti dell’impasto) con un conseguente aumento degli attriti (per
ingranamento degli inerti) con la superficie della tubazione.
Il rischio è di creare un vero e proprio tappo che può bloccare il pompaggio, in tal caso, un
additivo coadiuvante del pompaggio (che introduce una opportuna quantità di microbolle
d’aria) permette di rendere coesivo l’impasto (evita la segregazione) e supporta la mancanza
di parti fini favorendo la scorrevolezza.
Esistono in commercio anche additivi antisegreganti-coesivizzanti che, senza introdurre aria
nell’impasto, ne facilitano il pompaggio.
Nel mettere a punto una miscela pompabile è buona norma utilizzare aggregati lisci e
tondeggianti (fiume), che favoriscono lo scorrimento piuttosto che gli inerti di frantumazione
che lo ostacolano, ed utilizzare diametri massimi non maggiori di 1/3 del diametro del tubo
della pompa.

In condizioni estreme (rilevanti altezze e grosse distanze) è indispensabile oltre all’utilizzo di
additivi coadiuvanti al pompaggio, ottimizzare al meglio la distribuzione granulometrica degli
aggregati, valutare opportunamente i dosaggi di cemento in funzione della superficie degli
inerti, e possibilmente eccedere nel dosaggio del legante per favorire la formazione dello strato
di scorrimento (slurry) che lubrifica l’interno delle tubazioni.
L’azione dell’additivo permette di modificare il comportamento reologico dell’impasto ed è
mirata ad aumentare la lavorabilità della miscela quando è in movimento, ma quando è in
queste diviene molto coesiva, in tal modo i vari componenti del calcestruzzo con diverso peso
specifico non si separano.
2.7 ADDITIVI IMPERMEABILIZZANTI
Con il nome di additivi impermeabilizzanti sono indicati di solito dei prodotti idrorepellenti che,
in realtà, proteggono il calcestruzzo dal passaggio dell’acqua quando la pressione applicata è
relativamente modesta, come si può verificare durante una pioggia o nella risalita capillare
dell’acqua.
Tali additivi sono aggiunti all’impasto durante il mescolamento ed agiscono sull’interfaccia
acqua/superficie del calcestruzzo indurito.
La figura 19 mostra l’angolo di contatto formato da una goccia d’acqua con un calcestruzzo
additivato con idrorepellenti, in confronto con un calcestruzzo non additivato.
L’angolo di contatto di 30° per il calcestruzzo non additivato, sale a 120° per quello contenente
l’idrorepellente.
Un aumento dell’angolo di contatto porta ad una minore bagnatura del calcestruzzo additivato.
Gli additivi impermeabilizzanti, inoltre, riducono la risalita capillare nella pasta cementizia (fig.
20), quindi di fatto è come se diminuissero la porosità.
La figura 21 mostra la correlazione tra permeabilità e porosità capillare.
Poiché la permeabilità del calcestruzzo viene ridotta da un basso rapporto A/C, da una buona
compattazione e stagionatura, gli additivi impermeabilizzanti sono concepiti in modo da
esercitare un effetto secondario di fluidificazione.
Anche il dosaggio di cemento può influenzare la permeabilità del calcestruzzo in relazione alla
granulometria dell’inerte ed alla lavorabilità del calcestruzzo.
Inerti con buona curva granulometrica richiedono un minor dosaggio di cemento per il minor
volume di interstizi tra gli aggregati da riempire con la pasta cementizia (fig. 22-23).
2.8 ADDITIVI SUPERFLUIDIFICANTI IPERFLUIDIFICANTI
La lavorabilità del calcestruzzo condiziona la buona riuscita della messa in opera e quindi la
sua compattezza.
La compatteza, che ha un ruolo preponderante sulla resistenza e sulla durabilità del materiale,
dipende anche da fattori di composizione quali forma e granulometria dell’aggregato, rapporti
ponderali tra i componenti la miscela e soprattutto dal dosaggio dell’acqua.

Pertanto la ricerca di un miglioramento qualitativo del calcestruzzo passa attraverso il
miglioramento della lavorabilità associato contemporaneamente ad una diminuzione del
rapporto A/C.
Gli additivi superfluidificanti costituiscono un mezzo supplementare a disposizione del
progettista del calcestruzzo per raggiungere questo obiettivo soprattutto quando le materie
prime disponibili non sono ottimali, le condizioni ambientali difficili e le strutture complesse.
I superfluidificanti sono additivi che esercitano un’azione di fluidificazione degli impasti o che
consentono una riduzione del contenuto d’acqua molto più accentuata di quella svolta dai
normali fluidificanti di cui rappresentano una recente evoluzione. Benché le loro funzioni o
finalità d’impiego si ricollegano a quelle già considerate per i fluidificanti la loro elevata
efficienza, ma anche i costi superiori, ne hanno differenziato l’impiego.
I fluidificanti sono preferiti infatti per confezionare calcestruzzi a classe di resistenza mediobassa
destinati a strutture di sezione larga e normalmente armate.
I superfluidificanti trovano impiego in calcestruzzo a consistenza fluida e superfluida da porre
in opera mediante pompe o canalette, per realizzare strutture a sezione sottile e pesantemente
armate.
I superfluidificanti hanno notevolmente favorito lo sviluppo delle nuove tecnologie costruttive e
la messa a punto di calcestruzzi speciali particolarmente idonei per certi impieghi come ad
esempio:
- calcestruzzi impermeabili ad alta resistenza chimica
- calcestruzzi per getti subacquei
- calcestruzzi a ritiro compensato
- calcestruzzi per il settore della prefabbricazione
- calcestruzzi spruzzati.
Miscele con lavorabilità bassa o media (slump 2-10 cm) possono essere fluidificate, senza
aumentare il rapporto A/C, fino a raggiungere una consistenza superfluida caratterizzata da
cedimenti di cono di 18-20 cm. Il calcestruzzo superfluido offre grandi vantaggi per quanto
riguarda il risparmio di manodopera e l’accelerazione dei ritmi produttivi e si presta molto bene
ad essere pompato.
La variazione di lavorabilità del calcestruzzo fino al raggiungimento della consistenza
superfluida provocata dall’aggiunta di un superfluidificante è rappresenta nella figura 24.
Nella stessa figura sono riportati i valori di resistenza del calcestruzzo ottenuti dopo 24 ore per
diversi livelli di lavorabilità.
Si può osservare come l’aggiunta del superfluidificante non riduce le resistenze ma le aumenta
leggermente grazie alla migliore compattazione dell’impasto.
Un lato debole all’impiego dei superfluidificanti era il tempo limitato di conservazione
dell’effetto fluidificante per cui si verificava un decadimento piuttosto rapido della lavorabilità
degli impasti.
Questa caratteristica poneva dei problemi nel settore dei calcestruzzi preconfezionati
soprattutto nel periodo estivo con temperature elevate; la soluzione migliore era quella di
introdurre l’additivo a piè d’opera immediatamente prima dello scarico della autobetoniera.
Le continue ricerche hanno portato alla formulazione di un superfluidificante ad effetto
ritardante.
La figura 25 mostra quali risultati, in termini di mantenimento della lavorabilità nel tempo si
possono ottenere con l’impiego di questo additivo. I tempi di presa risultano poco modificati dai
superfluidificanti anche a dosaggi elevati.

In genere un effetto ritardante è più comune di un effetto accelerante soprattutto nel caso del
calcestruzzo superfluido.
I superfluidificanti a base di naftalensolfonato hanno tendenza a provocare la coalescenza
delle microbolle d’aria occluse negli impasti formando delle macrobolle. Questo fenomeno che
interessa particolarmente i calcestruzzi superiluidi può provocare, soprattutto su pareti
verticali, la formazione di antiestetici vacuoli. Questo effetto può essere in parte attenuato con
il ricorso ad opportuni disarmanti o riducendo al minimo necessario la vibrazione.
Esistono, comunque, in commercio formulati a base naftalensolfonato aventi un diverso grado
di condensazione, una particolare distribuzione di peso molecolare e contenenti additivi
antibolla che minimizzano il problema.
Impiegando i superfluidificanti si possono ottenere calcestruzzi lavorabili con rapporti A/C <
0,40 dotati di eccellenti resistenze meccaniche.
Il loro impiego diventa necessario quando si richiedono resistenze a breve termine (24 ore)
nell’ordine di 30-40 N/mm2.
I dati della figura 26 mostrano che la resistenza a compressione a un giorno del calcestruzzo
additivato con un superfluidificante può aumentare di tre volte rispetto al calcestruzzo di
riferimento di uguale lavorabilità.
La messa in opera con facilità di calcestruzzi aventi rapporto A/C < 0,40 garantisce non solo
elevati livelli qualitativi sotto il profilo delle resistenza, ma anche un’ottima durabilità.
Con questo rapporto A/C infatti, la porosità capillare della matrice cementizia è praticamente
interrotta e quindi il calcestruzzo è altamente impermeabile e perciò resistente alle aggressioni
chimico-fisiche. I risultati riportati nella figura 27 mostrano ad esempio come la diffusità degli
ioni cloruro all’interno del calcestruzzo additivato con superfluidificante sia inferiore di due
ordini di grandezza rispetto al riferimento già dopo tre giorni di stagionatura.
Tra le applicazioni dei superfluidificanti le principali sono:
- raggiungere una resistenza sufficiente per movimentare il manufatto con un ciclo di
maturazione a vapore più breve e a temperatura più bassa;
- facilitare la messa in opera e la compattazione del calcestruzzo;
- migliorare la qualità dei manufatti.
È noto che in prefabbricazione viene utilizzato ampiamente, per accelerare i ritmi produttivi,
l’effetto incrementante delle resistenze iniziali del calcestruzzo svolto dalle alte temperature di
maturazione.
È stato ormai accertato che i correnti trattamenti termici a 60/80°C hanno ii vantaggio di
accelerare notevolmente il processo di idratazione del cemento ma abbassano la resistenza
meccanica finale della struttura.
La maturazione a temperatura elevata peggiora infatti le caratteristiche leganti della pasta
cementizia a causa delle modifiche che provoca sulla strutturata chimico-fisica dei prodotti di
idratazione e sulla tessitura porosa della pasta (zone con porosità più elevata).
Accanto a queste conseguenze negative sul processo di idratazione del cemento, il
riscaldamento rapido del calcestruzzo può provocare stati tensionali nella struttura, dovuti ai
differenti coefficienti di dilatazione temmica dei componenti, che danno origine a fenomeni di
microfessurazione tanto più numerosi ed estesi quanto minore è il tempo di prestagionatura e
tanto più levato il rapporto A/C.
La microfessurazione è un fenomeno molto dannoso non solo per le caratteristiche
meccaniche dell’elemento, ma soprattutto per la minore durabilità del manufatto in ambienti
aggressivi.

L’impiego dei superfluidificanti come riduttori d’acqua, che nella più recente versione dedicata
a questa applicazione sono denominati commercialmente iperfluidificanti, consente di
confezionare calcestruzzi con rapporti A/C compresi tra 0,30 e 0,40 in grado di conferire ai
manufatti, dopo una maturazione di 16 ore a temperatura di 20-30°C resistenze di circa 30
N/mm2.
Tipici incrementi di resistenza del calcestruzzo additivato con iperfluidificanti sono esemplificati
nella figura 28 in funzione del dosaggio.
Tabella dati
A/C 0,50 0,45 0,40 0,35
dosaggio % (in massa
sul cemento) 0 2,0 2,5 3,0
resistenza a 24 h-N/mm 2 10,1 26,5 33,5 41,4
incremento % -- +62,4 +231,7 +309,9
resistenza 28 gg N/mm 2 35,6 59,1 66,8 76,3
incremento -- +66,0 +87,6 +114,3
Con l’uso degli iperfluidificanti i trattamenti termici possono essere eliminati del tutto durante la
stagione estiva ovvero limitati a quanto basta per portare la temperatura del manufatto attorno
ai 20°C, durante il periodo invernale.
Trascurando i vantaggi di ordine economico derivanti dal risparmio di energia termica e dalla
semplificazione dei processi, occorre considerare i miglioramenti qualitativi delle caratteristiche
degli elementi prefabbricati con questa nuova tecnologia. I manufatti prodotti con calcestruzzo
additivato di iperfluidificante raggiungono, rispetto al calcestruzzo trattato termicamente,
resistenze finali più elevate (80-90 N/mm2) e sono caratterizzati da una migliore stabilità
dimensionale per il modulo elastico più elevato e la minore deformazione viscosa.
Inoltre poiché molti materiali ed elementi prefabbricati in calcestruzzo trovano impiego in
condizioni ambientali difficili caratterizzate da cicli di gelo e disgelo in presenza di sali antigelo
diventano molto importanti le migliori caratteristiche di durabilità che possono presentare le
strutture prive di microfessurazioni.
Oggi in commercio vi sono due tipi di iperfluidificanti i primi a base di naftalensofonato già
adoperati da tempo che hanno il difetto di non poter essere utilizzati in dosi eccessive poiché
producono un ritardo di presa, oltre all’aumento dell’aria inglobata nel manufatto, peraltro
compensato in talune formulazioni.
Gli additivi a base di melammina sono meglio finalizzati all’industria della prefabbricazione più
spinta, ove i contenuti di cemento superano i 350 Kg/m3 e si attua uno stretto controllo
sull’acqua d’impasto.

Le qualità più interessanti riguardano la possibilità di inglobare minor quantitativi d’aria, di
ottenere un miglior faccia a vista, un leggero incremento delle resistenze, oltre ad un miglior
comportamento in regimi invernali, rispetto agli additivi a base di naftalensolfonato.
Questi ultimi hanno a loro favore, oltre alla pari lavorabilità ottenibile, un minor costo; inoltre
sono da preferire nei periodi caldi perché prolungano i tempi di presa.
Un terzo tipo di iperfluidificante è rappresentato dagli acrilici recentemente introdotti sul
mercato.
A tal proposito si rimanda alla relazione: “Il calcestruzzo a prolungato mantenimento della
lavorabilità.”
2.9 ADDITIVI PER CALCESTRUZZI A CONSISTENZA ASCIUTTA
Per facilitare la produzione di piccoli manufatti in calcestruzzo realizzati con la tecnica della
vibrocompressione sono stati formulati specifici additivi.
L’additivo produce nell’impasto una duplice e benefica azione:
- rapida movimentazione dei pezzi (beneficio produttivo) attraverso una maggiore prontezza
nel raggiungimento delle resistenze meccaniche
- aumento dell’impermeabilità (beneficio del prodotto).
Quest’ultima conferisce al manufatto un comportamento idrofugo che permette di ridurre le
efflorescenze, e l’assorbimento all’acqua ed incrementa le resistenze ai cicli gelo disgelo,
all’abrasione, ed agli attacchi sia degli acidi che dei solfati.
Nel caso particolare dei piccoli manufatti l’alto rapporto tra superficie esposta all’aria e la
massa del pezzo comporta la possibilità di esaltare l’instabilità volumetrica (ritiro plastico e
igrometrico), se non si utilizzano particolari procedimenti come la maturazione nelle apposite
celle, e l’utilizzo di bassissimi rapporti acqua/cemento tramite l’uso di questi additivi.
2.10 ADDITIVI RIGENERATORI
Gli additivi rigeneratori sono sostanze chimiche a forte azione ritardante che consentono di
recuperare il calcestruzzo fresco rimasto inutilizzato nell’autobetoniera.
Sono di solito costituiti da una miscela di derivati organici di sintesi privi di cloruri e pertanto
inoffensivi nei confronti delle armature metalliche.
In altre parole si tratta di additivi chimici in grado di bloccare, per un periodo di tempo
predeterminato, I’idratazione di tutti i componenti del cemento. Con l’aggiunta di additivo
rigeneratore è possibile conservare il calcestruzzo fresco avanzato e riutilizzarlo a distanza di
una notte o, quando necessario, di un fine settimana.
Un ulteriore utilizzo dell’additivo rigenerato è il recupero totale delle acque di lavaggio delle
autobetoniere garantendo allo stesso tempo una maggiore pulizia delle pareti interne delle
stesse.
Prove effettuate sui differenti tipi di cemento dal Portland ai compositi nelle varie classi di
resistenza indicano che gli additivi esplicano sempre la loro azione, ritardando il tempo di
presa del calcestruzzo.
A titolo di esempio riportiamo nelle figure 29 e 30 due esempi pratici.
esempio pratico fig 29

Composizione del calcestruzzo
- cemento tipo Cem IV/A 32,5
- dosaggio cemento: 300 Kg/m3
- additivato con 0,25% di fluidificante
- rapporto A/C = 0,55
Aggregato composto da:
- sabbia naturale 0-5 mm
- pietrisco 5-25 mm
- massa volumica 2307 Kg/m3
- consistenzafluida
DATI DELLA PROVA
- volume di calcestruzzo trattato: 2 m3
- additivo impiegato: rigeneratore
- dosaggio additivo: 2% riferito al cemento
- temperatura ambiente 17-19°C
- acqua di lavaggio 60 litri
Resistenze a compressione
con e senza rigeneratore
dosaggio % additivo rigeneratore 0 2
tempo di inizio presa (ore) dopo dopo
11 h 30 h
resistenza a compressione 17 16
a 3 giomi N/mm2 (*)
resistenza a compressione 19,5 19
a 7 giorni N/mm2 (*)
(*) Tempo trascorso dal momento dell’impiego effettivo, che nel caso del calcestruzzo
additivato con ngeneratore è posticipato di arca 19 ore rispetto al confezionamento.
Esempio pratico fig 30
Composizione del calcestruzzo
- cemento fipo Cem I I A-L 42,5
- dosaggio cemento: 320 Kg/m3
- additivato con 0,25% di fluidificante
- rapporto P/C = 0,50
Aggregato composto da:
- sabbia naturale 0-5 mm
- pietrisco 5-25 mm

- massa volumica 2313 Kg/m3
- consistenza fluida
DATI DELLA PROVA
- volume di calcestruzzo trattato: 3 m3
- additivo impiegato: rigeneratore
- dosaggio: 2% riferito al cemento
- temperatura ambiente 25°C
- acqua di lavaggio 80 litri
Resistenze a compressione
con e senza rigeneratore
dosaggio % additivo rigeneratore 0 2
tempo di inizio presa (ore) 2 h 22,45
h
resistenza a compressione 27 23,5
a 3 giorni N/mm2 (*)
resistenza a compressione 34,5 30,0
a 7 giorni N/mm2 (*)
(*) Tempo trascorso dal momento dell’impego effettivo, che nel caso del calcestruzzo
additivato con rigeneratore è posticipato di circa 19 ore rispetto ai confezionamento
3. LE AGGIUNTE PER IL CALCESTRUZZO
Completata la rassegna delle principali famiglie di additivi, si affronta il tema delle aggiunte,
prodotti di sempre più attuale impiego per la produzione di calcestruzzi caratterizzati da alte
prestazioni o per sopperire a eventuali carenze del legante normalmente utilizzato.
Si tratta di sostanze costituite da materiali inorganici finemente divisi, classificate nella prEN
206 e nella UNI 9858 come di tipo 1, se inerti o quasi inerti quali i filler calcarei, silicei ecc. e di
tipo 11, se prodotti pozzolanici o ad attività idraulica latente.
Perquanto riguarda le aggiunte di tipo 1, è opportuno precisare che:
• il loro impiego serve sostanzialmente a correggere la frazione fine della granulometria degli
aggregati, così da facilitare il pompaggio del calcestruzzo, ridurne il bleeding, i rischi di
segregazione ecc.;
• Ia quantità da impiegare deve essere limitata, anche se la norma non stabilisce limiti precisi,
per evitare effetti dannosi su alcune proprietà del calcestruzzo indurito, in particolare sul ritiro,
sulla deformazione viscosa sotto carico ecc.;
• trattandosi di polveri finissime con diametro minore di 75 µm (filler), il loro impiego ha come
generale conseguenza l’aumento della richiesta d’acqua: ne deriva la necessità di compensare
questo aspetto negativo attraverso l’additivazione del calcestruzzo con fluidificanti, il cui

dosaggio deve essere sempre calcolato sulla quantità totale (cemento + aggiunta), perché
l’effetto disperdente dell’additivo aumenta l’efficacia del filler.
È invece sulla aggiunte di tipo 11, pozzolaniche o ad attività idraulica latente che si intende
puntare l’attenzione, alla luce della nuova sensibilità di committenti e progettisti nei confronti
della durabilità delle opere, cioè della capacità di queste di mantenere le proprie caratteristiche
funzionali nel tempo procrastinando interventi manutentivi, ordinari e soprattutto straordinari,
che possono risultare molto onerosi.
Molta attenzione e attesa, per la verità più all’estero che in Italia, è legata anche alla possibilità
di produrre calcestruzzi iperprestazionali, caratterizzati da alte e altissime resistenze
meccaniche, sia per i risvolti ingegneristici di tali prodotti che per quelli economici (riduzione
delle sezioni = minor peso globale dell’opera = minori carichi sul terreno = maggiori possibilità
di sviluppo verticale delle costruzioni, minori oneri per le opere di fondazione, minori forze
sismiche ecc.).
Le aggiunte di tipo 11 sviluppano una più o meno efficace azione pozzolanica, intendendosi
come efficaci alla velocità di tale azione, condizionata non soltanto dal contenuto di silice
(SiO2), la componente principale di tali prodotti, ma anche dalla superficie specifica e dalla
granulometria dell’aggiunta stessa. Tralasciando le pozzolane naturali, utilizzate normalmente
nelle produzioni dell’industria cementiera, ci si riferisce a prodotti di provenienza industriale,
cioè derivati da cicli i produzione ben definiti e caratterizzati, per quella data produzione e
provenienza, da parametri compositivi costanti.
Le pozzolane “artificiali” più comunemente utilizzate e diffuse sul mercato sono:
• le ceneri volanti (fly ash), residui solidi della combustione del polverino di carbone negli
impianti temmici di produzione dell’energia elettrica;
• i fumi di silice condensati (Condensed Silica Fume CSF), polveri ultrafini derivate dai processi
di produzione del silicio e delle leghe ferro-silicio, a seguito della riduzione di quarzo con
carbone in archi elettrici voltaici;
• le loppe, prodotto secondario della lavorazione della ghisa trasformato in polvere finemente
macinata.
Una prima differenza è che i primi due tipi sono definibili ad attività idraulica latente, cioè sono
in grado di reagire con l’acqua solo in presenza di calce, mentre il terzo prodotto ha sia pur
modeste proprietà idrauliche proprie e la presenza di calce agisce soio come acceleratore del
processo.
3.1 LA CENERE VOLANTE
Disponibile in grande quantità nel centro Europa, minore in Italia ove se ne produce circa 1
milione ton/anno, si presenta essenzialmente sotto forma di particelle sferiche, con diametro
compreso tra circa 1 e 100 µm.
Chimicamente è un materiale di natura prevalentemente silicea e alluminosa, costituito da una
microstruttura vetrosa: il contenuto di SiO2 può variare tra il 35 e il 47%, a seconda della
composizione del carbone utilizzato nella combustione.
La norma ASTM C 618/17 le distingue, in funzione del contenuto di calce e di incombusto, in
tipo F (meno calce, più incombusto) e tip C (più calce e meno incombusto).
L’UNI ha recentemente recepito la norma europea specifica emettendo la norma UNI EN 450
che ne è la versione italiana; in essa viene stabilito che:
• il contenuto di SiO2 in peso non deve essere minore del 25%;

- I’indice di attività, rapporto percentuale tra la resistenza a compressione di provini
normalizzati di una malta preparata con il 75% di cemento di riferimento e il 25% di ceneri
volanti in peso e quella di provini normalizzati di una malta, preparata soltanto con il cemento
di riferimento, non deve essere minore del 75% a 28 99 e dell’85% a 90 99;
• non devono contenere ossido di magnesio MgO, che potrebbe causare l’espansione del
calcestruzzo;
-la perdita al fuoco deve essere minore del 5% in peso, valore che può essere portato al 7%
su base nazionale;
• Il contenuto di cloruro, espresso come ione cloro Cl, deve essere < 0.10% in peso, quello di
anidride solforica SO3, < %;
• il contenuto di ossido di calcio libero deve essere < 1% in peso, ma è consentito anche un
massimo del 2.5% purché siano soddisfatti i requisiti di indeformabilita, cioè che l’espansione
determinata secondo il metodo di Le Chatelier su un legante preparato con il 50% di ceneri
volanti e il 50% di cemento di riferimento sia minore di 10 mm.
Oggi le ceneri volanti sono utilizzate dai produttori di calcestruzzo prevalentemente come
materiale correttivo della frazione granulometrica fine dell’aggregato e in sostituzione parziale
del cemento: poiché quanto maggiore è il quantitativo di cemento sostituito con cenere, tanto
più aumenta il tempo di indurimento del calcestruzzo (Fig. 31) è sconsigliabile superare il 30%
di aggiunta sul peso di cemento, in quanto valori superiori potrebbero determinare una
carenza di calce, indispensabile per attivare l’idraulicità delle ceneri e la sua attività
pozzolanica; la reazione della cenere è più efficace con i cementi più fini e ricchi di silicato di
calcio (quindi con maggior contenuto di clinker); le ceneri più ricche in silice e più fini risultano
più reattive con la calce di idrolisi del clinker.
3.2 IL FUMO Dl SlLICE
Si presenta normalmente sotto forma di polvere estremamente fine, con dimensioni delle
particelle tra 0.05 e 0.5 µm e superficie specifica tra 10 e 35 m2/g.
Chimicamente costituito essenzialmente da silice amorfa presente in percentuale maggiore del
75% e frequentemente del 90%, il fumo di silice è definibile come una “superpozolana” in
quanto, essendo il rapporto tra le dimensioni di questo reattivo e quelle delle particelle di
cemento è di circa 1:100.000, ciascuna particella di cemento è circondata da uno strato
continuo di fumo di silice la cui reazione pozzolanica porta a un’uniforme distribuzione dei
prodotti di idratazione, (fig. 32) quindi a una struttura della pasta di cemento più uniforme.
Rispetto alle ceneri volanti, i fumi di silice sono disponibili in minore quantità, circa 400.000
ton/anno in tutto il mondo di cui circa 200.000 ton/anno in Europa (130.000 nella sola Norvegia
e 40.000 in Francia) e circa 100.000 ton/anno nel Nord America, con produzione più modesta
in Italia pari a circa 10.000 ton/anno.
Ciò rende il prodotto economicamente pregiato e utilizzabile esclusivamente per il
confezionamento di calcestruzzi con prestazioni, sia in termini di resistenza meccanica che di
durabilità, non ottenibili convenientemente con altre tecnologie.
Tra le norme internazionali, si evidenzia (Fig. 33) quella francese NFP 18-502 del 1992 che
fissa le specifiche relative a questo reattivo particolarmente interessante e richiama la prEN
206.

Composizione della pasta legante Tempo di maturazione a +20 °C (giorni)
Parametri chimico
fisici ottimali
dell’aggiunta a
base di fumi di
silice
SiO2 > 70°/.
K2O < 1,5%
Na2O < 1,0%
C < 2,0%
SO3 < 1,0%
1 7 28 90 180 365
%Cenere %CEMI Resistenza a compressione (%)
0 100 30 83 100 127 150 167
10 90 27 73 98 130 157 177
20 80 25 70 97 128 153 173
30 70 15 60 83 117 150 170
40 60 13 53 67 100 140 160
Figura 31 - Resistenza a compressione del
calcestruzzo e dosaggio di cenere volante
Note esplicative
1 - Valori più alti di (K2O+Na2O) possono aumentare la reattività del
legante nei confronti di eventuali aggregati reattivi (reazione alcaliaggregato)
e riducono la resistenza a compressione
2 - Il carbone (carbon-black) adsorbe i superfluidificanti e gli aeranti,
quindi riduce la fluidificazione e l’inglobamento di aria utile per la
protezione nei confronti dei cicli di gelo-disgelo.
L.O.I. < 1,0% 3 - Più alto è il valore di L.O. I. (perdita al fuoco a 800°C) tanto
maggiore è il contenuto di sostanze incombuste nel prodotto.
Tipo di
densificazione:
meccanica/pneum
atica
4 - La densificazione può essere pneumatica sottovuoto oppure
meccanica, con dispersione più rapida del fumo di silice nella
miscela. L’impiego di prodotti densificati consente la riduzione del
costo del trasporto e semplifica l’insillaggio dei fumi di silice sfusi.
Figura 34 - Parametri orientativi per la scelta dei fumi di silice

Da diverse esperienze, derivate sia dalla ricerca di laboratorio che dal cantiere, si sono potuti
definire alcuni parametri chimico-fisici che possono utilmente orientare gli utilizzatori nella
scelta del prodotto più idoneo tra quelli disponibili sul mercato (Figura 34).
Si ricorda che si possono trovare in commercio anche fumi di silice non densificati e
sottofomma di slurry al 50%
Il dosaggio massimo consigliato non dovrebbe superare il 10-12% del peso del cemento,
anche in considerazione della necessità di non far reagire tutta la calce libera e
conseguentemente di non ridurre eccessivamente la basicità della pasta legante. Con un
cemento CEM I il massimo della reazione pozzolanica si ha con il 20-25% di fumo di silice in
peso sul peso del legante, con completa trasformazione della calce libera, inefficace dal punto
di vista meccanico, in silicati di calcio idrati che partecipano allo sviluppo della resistenza del
conglomerato indurito e con ottimale riempimento degli interspazi tra i granuli di cemento (fig.
32): a questi altissimi dosaggi è necessario ricorrere, a volte, per la produzione di calcestruzzi
iperesistenti. Al contrario della cenere volante, data l’estrema finezza il fumo di silice non può
essere utilizzato come correttivo della granulometria dell’aggregato (I’ordine di grandezza non
è compatibile) ma solo di quella del componente filler: è quindi impiegato, normalmente in
parziale sostituzione del legante, per il confezionamento di calcestruzzi con particolari
prestazioni:
• ridottissima permeabilità all’acqua e ai gas;
• alta durabilità anche per l’elevata riduzione del cernento consentita (fattore di efficacia K drca
pari a 4) e conseguente riduzione della calce di idrolisi;
• elevata resistenza meccanica con ridotto sviluppo di calore di idratazione.
L’effetto filler e pozzolanico riducono dimensioni e volume delle porosità e di conseguenza la
permeabilità della pasta di cemento: di qui il sensibile aumento delia resistenza agli agenti
chimici aggressivi propria dei calcestruzzi in cui è presente tale aggiunta.
3.3 LA LOPPA
È una scoria che si forma negli altoforni per la produzione della ghisa e galleggia sopra la
ghisa liquida: dopo essere stata fatta uscire e raffreddata repentinamente con getti d’acqua
fresca, si trasforma in materiale con granuli di struttura non cristallina simili alla sabbia (loppa
granulata d’altoforno).
La loppa d’altoforno che contiene dal 30% al 45% di SiO2, finemente macinata si presenta
sotto forma di polvere, con dimensione granulare variabile tra circa 1 e 100 µm e superficie
specifica Blaine di circa 4000 cm2/g, quindi con caratteristiche molto vicine a quelle delle più
utilizzate ceneri volanti.
La loppa viene attualmente impiegata in Italia soprattutto per la produzione di alcuni tipi di
cemento, classificati dalla norma UNI ENV 197/1 in funzione del contenuto di clinker e di loppa
in fig. 35). Nel calcestruzzo indurito contenente loppa è particolarmente importante il
miglioramento delle prestazioni meccaniche. Agli effetti della durabilità le prestazioni più
interessanti si verificano nei confronti dell’attacco solfatico, della penetrazione dei clonuri,
dell’attacco dei sali disgelanti (CaCI2) se il reattivo viene utilizzato in aggiunta al normale
dosaggio di cemento) e, in misura minore degli effetti della carbonizzazione.

Tipo di cemento Clinker% Loppa%
CEM II/A-S Cemento Portland 80-94 20-6
CEM II/B-S alla loppa 65-79 35-21
CEM III/AA Cemento d’alto forno 35-64 65-36
CEM III/B 20-34 66-80
CEM III/C 5-19 95-81
CEM V/A Cemento composito 40-64 30-18
CEM V/B 20-39 50-31
Figura 35 - Classiifcazione dei cementi contenenti loppa,
secondo UNI ENV 197/1
4. AGGIUNTE E ADDITIVI
L’attività comune a tutte le aggiunte, sia pure con diverso grado di efficacia, è la reazione
pozzolanica, che consiste nella combinazione tra il biossido di silice reattiva SiO2 e l’idrato di
calcio Ca (OH)2 in presenza di acqua, con formazione di colloide idrosilicato di calcio C-S-H-
[Ca(OH)2 + SiO2 + H2O = CS-H Geq, noto anche come “Tobermorite” (fig. 36).
L’aumentato fabbisogno di acqua dovuto all’aggiunta di polveri fini o ultrafini all’impasto può
vanificare totalmente o parzialmente gli effetti benefici di questa reazione, per cui è
praticamente indispensabile utilizare i reattivi in abbinamento con un superfluidificante, dosato
proporzionalmente al totale (peso del cemento + aggiunta): a parità di consistenza più
l’aggiunta è fine, tanto maggiore è il dosaggio di superfluidificante (fig. 37).
Nell’abbinamento delle ceneri con un superfluidificante non si notano particolari differenze di
reattività tra le ceneri e le più comuni classi di questa famiglia di additivi (naftalensolfonato o
melammina solfonata), per quanto riguarda la capacità di fluidificazione e dispersione, mentre
si evidenzia un certo miglioramento con i prodotti melamminici agli effetti dello sviluppo delle
resistenze meccaniche a brevissimo e breve termine.
Anche per i fumi di silice valgono le considerazioni fatte per le ceneri circa la reattività con gli
additivi superfluidificanti a base naftalenica o melamminica; in più si osserva che, data
l’elevatissima superficie specifica del prodotto, ii dosaggio di additivo necessario per
mantenere lo stesso rapporto A/C è normalmente maggiore di quello di normale impiego e che
è possibile un’aggiunta volutamente elevata di superfluidificante, senza effetti di segregazione
o b!eeding, per la ricerca di prestazioni massime (fi9. 38).
L’impiego abbinato di un reattivo pozzolanico con un superfluidificante determina il
miglioramento della maggior parte delle caratteristiche prestazionali del calcestruzzo indurito,
in particolare:
• permeabilità all’acqua: il 10% di aggiunta modificata con superfluidificante sul peso del
cemento riduce la pemmeabilità all’acqua quasi a un sesto rispetto al calcestruzzo ordinario;
prove di penetrazione eseguite secondo la DIN 1048, hanno fomito i valori di Fig. 39.

• altissime resistenze meccaniche: grazie alla combinazione cemento + aggiunta reattiva +
superfluidificante, con aggregati di alta qualità è possibile raggiungere resistenze a
compressione sino ad oggi impensabili per il calcestruzzo.
%Silica fume modificato Profondità media di
con superfluidificante penetrazione dell’acqua (mm)
15 5
10 10
5 20
2,5 30
0 60
Figura 39 - Profondità di penetrazione dell’acqua
in calcestruzzi con classe di consistenza S4
e dosaggi viariabili di fumi di silice e superfluidificante
5. CONCLUSIONI
La realizzazione di opere di calcestruzzo di buona qualità in generale e di elevata durabilità in
particolare, dipende dal contributo delle diverse figure professionali coinvolte nel processo
realizzativo e cioè il progettista, il confezionatore del calcestruzzo, I’esecutore dell’opera ed
anche dalla messa in atto di necessari controlli.
Carenze nello svolgimento del proprio ruolo in ciascuna di queste componenti può vanificare
gli sforzi delle altre nel raggiungimento dell’obiettivo qualitativo prefissato.
Dato il ruolo importante svolto dal calcestruzzo in sé sulla qualità dell’opera, chi progetta le
miscele non può trascurare gli apporti, brevemente delineati in questa rassegna, che gli
additivi possono dare per migliorare le caratteristiche del materiale.
Si può affermare in sintesi che questi additivi, soprattutto i fluidificanti e i superiluidificanti,
consentono un grado di libertà in più nella gestione di problemi cruciali come l’ottimizzazione
dei rapporti resistenza/lavorabilità e qualità/costo.
Affinché il loro contributo diventi effettivo è necessario non solo impiegarli seguendo le corrette
modalità di utilizzo, ma anche operare opportune scelte d’acquisto in un inflazionato mercato
di fornitori e di prodotti.
Le conoscenze sulle caratteristiche ed applicazioni del calcestruzzo, la disponibilità di
laboratori di controllo e di ricerca, sono importanti fattori di orientamento nella scelta del
fornitore.
In particolare un’attività produttiva nel settore degli additivi non può non fondarsi su un’ampia
attività di ricerca, non solo di sviluppo ma anche di base, se si considera che sono prodotti
relativamente recenti, le cui interazioni con i processi chimico-fisici che interessano la reologia
e l’idratazione degli impasti cementizi sono molto complesse.

Per quanto riguarda la scelta degli additivi è opportuno far riferimento alle tipologie principali
contemplate dalle vigenti normative diffidando dai prodotti dalle molteplici proprietà.
È opportuno anche verificare la possibilià che il fornitore sia in grado di esibire certificazioni
della rispondenza dell’additivo, per quanto riguarda costanza qualitativa, efficacia e assenza di
effetti collaterali nocivi, alle attuali normative nazionali (UNI 7101 e seguenti) o, nel prossimo
futuro, a normative comunitarie (CEN).
In generale si possono dunque considerare gli additivi e le aggiunte pozzolaniche o a reazione
idraulica latente come componenti del calcestruzzo finalizzate alla produzione di conglomerati
cementizi di qualità, in particolare con effetti di miglioramento della durabilità nei confronti degli
aggressivi naturali e della resistenza meccanica.
Vogliamo chiudere con una considerazione e un avvertimento: utilizzare un additivo o un
aggiunta come se fossero una panacea, pensando di trasformare un calcestruzzo scadente in
uno di qualità è molte volte illusorio e spesso si addebita impropriamente, la cattiva qualità del
calcestruzzo al componente meno conosciuto.
Solo lo studio del proporzionamento dei costituenti fondamentali del calcestruzzo può garantire
il risultato voluto: è in questa fase preliminare che gli additivi e aggiunte devono essere
correttamente valutati e considerati, con pari dignità e importanza rispetto al cemento, agli
aggregati e all’acqua.
6. BIBLIOGRAFIA
1. L RAGAZZI - “Impiegare gli additivi con profitto”. 1992
2. G. ZAMBETTI - “Additivi e aggiunte per i calcestruzzi”. 1996. In concreto.